JP2000235165A - Video display device - Google Patents

Video display device

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JP2000235165A
JP2000235165A JP11036869A JP3686999A JP2000235165A JP 2000235165 A JP2000235165 A JP 2000235165A JP 11036869 A JP11036869 A JP 11036869A JP 3686999 A JP3686999 A JP 3686999A JP 2000235165 A JP2000235165 A JP 2000235165A
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JP
Japan
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mirror
light
pbs
reflected
optical path
Prior art date
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Application number
JP11036869A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takatoshi Ishikawa
隆敏 石川
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and lightweight video display device constituted so that a video displayed at one display element is given to a left and a right eyes. SOLUTION: A half mirror 11 is arranged by being inclined by 45 deg. with respect to an LCD 10 and a mirror 12 is arranged on the optical path of light transmitted through the mirror 11 in parallel with the LCD 10. A half mirror 13 is arranged on the optical path of light reflected on the mirror 11 by being inclined by 45 deg. with respect to the optical path and a mirror 14 is arranged on the optical path of light transmitted through the mirror 13 vertically to the optical path. A half mirror 15 is arranged on the optical path of the reflected light of the mirror 12 reflected on the mirror 11 in parallel with the mirror 13. Then, the light is guided to eyepieces 16 and 17 from the mirrors 13 and 15. By making a distance to the mirrors 13 and 15 from the mirror 11 equal to a distance to the mirror 14 from the mirror 13, the length of the left and the right optical paths is made identical.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の眼前に配
置されて使用される映像表示装置に関し、より詳しく
は、1つの表示素子に表示した映像を観察者の両眼に提
供する映像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device which is used in front of an observer's eyes, and more particularly to an image display for providing an image displayed on one display element to both eyes of the observer. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】頭部に装着され、あるいは手で保持され
て、観察者の眼前にて使用される映像表示装置がある。
このような映像表示装置は、表示した映像を左右の接眼
光学系で拡大して観察者の両眼に導くように構成されて
おり、視野の広い映像を提供することができる。映像を
表示するための表示素子を2つ備えて、左右の眼に提供
する映像を個別に表示する構成と、表示素子を1つだけ
備えて、その映像光を分割して左右の眼に導く構成が一
般的である。
2. Description of the Related Art There is an image display device mounted on a head or held by a hand and used in front of an observer's eyes.
Such an image display device is configured so that the displayed image is enlarged by the left and right eyepiece optical systems and guided to both eyes of the observer, and can provide an image with a wide field of view. A configuration in which two display elements for displaying video are provided to individually display video provided to the left and right eyes, and a configuration in which only one display element is provided and the video light is divided and guided to the left and right eyes The configuration is common.

【0003】表示素子を2つ備える装置では、表示素子
の光を観察者の眼に導くための光学系の構成を左右同一
にすることができて、設計が容易である。ただし、高価
な表示素子を2つ備えるため、装置自体も高価になる。
また、表示素子は比較的重く、表示素子を照明するため
の光源も2つ備える必要があるから、装置の軽量化は難
しい。
In an apparatus having two display elements, the configuration of an optical system for guiding the light of the display element to the eyes of an observer can be made the same on the left and right sides, and the design is easy. However, since two expensive display elements are provided, the device itself becomes expensive.
Further, since the display element is relatively heavy and it is necessary to provide two light sources for illuminating the display element, it is difficult to reduce the weight of the device.

【0004】一方、表示素子を1つだけ備えてその映像
光を2分割する装置では、価格を低く抑えることが可能
である。その反面、左右の眼に提供する映像を同じ向
き、同じ大きさ、かつ同じ明るさにする必要があり、分
割後の光を左右の眼に導くための光学系の構成が複雑に
なる。
On the other hand, in an apparatus having only one display element and dividing the image light into two, the cost can be reduced. On the other hand, images to be provided to the left and right eyes must have the same orientation, the same size, and the same brightness, and the configuration of an optical system for guiding the split light to the left and right eyes becomes complicated.

【0005】特開平7−64015号には、表示素子の
映像光をハーフミラーによって2分割する装置が提案さ
れている。表示素子は左右の接眼レンズの中央前方に、
接眼レンズの光軸に対して垂直に配置され、ハーフミラ
ーは表示素子に対して45゜傾けて配置されている。ハ
ーフミラーの反射光は1つの全反射ミラーによって一方
の接眼レンズに導かれ、透過光は2つの全反射ミラーに
よって他方の接眼レンズに導かれる。映像の大きさおよ
び明るさを左右等しくするために、分割後の光の光路長
は等しく設定されているが、これにより接眼レンズの光
軸方向の光路長が長くなって、装置が厚くなっている。
[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-64015 proposes a device for dividing the image light of a display element into two by a half mirror. The display element is in front of the center of the left and right eyepieces,
The half mirror is disposed perpendicular to the optical axis of the eyepiece, and the half mirror is disposed at an angle of 45 ° with respect to the display element. The reflected light of the half mirror is guided to one eyepiece by one total reflection mirror, and the transmitted light is guided to the other eyepiece by two total reflection mirrors. In order to equalize the size and brightness of the image on the left and right, the optical path length of the light after division is set to be equal, but this increases the optical path length in the optical axis direction of the eyepiece, and makes the device thicker. I have.

【0006】米国特許5245472号には、直交する
2つの半透過性反射膜を有するクロスプリズムによっ
て、表示素子の映像光を2分割する装置が開示されてい
る。表示素子は左右の接眼レンズの中央前方に、接眼レ
ンズの光軸に対して垂直に配置され、クロスプリズムは
2つの反射膜を表示素子に対して45゜傾けて配置され
ている。クロスプリズムによる2つの反射光はそれぞれ
全反射ミラーで接眼レンズに導かれる。この構成では、
上記の装置に比べて光路長が短くなり、装置が小型化す
るが、プリズムを用いることにより重量が大きく増大し
てしまう。また、クロスプリズムは高価であるため、表
示素子を1つにすることの意味が半減する。
US Pat. No. 5,245,472 discloses an apparatus for splitting image light of a display element into two by a cross prism having two translucent reflective films orthogonal to each other. The display element is arranged in front of the center of the left and right eyepieces, perpendicular to the optical axis of the eyepiece, and the cross prism is arranged with two reflection films inclined at 45 ° to the display element. The two reflected lights by the cross prism are respectively guided to the eyepiece by the total reflection mirror. In this configuration,
Although the optical path length is shorter and the device is smaller than the above device, the weight is greatly increased by using a prism. Further, since the cross prism is expensive, the meaning of having one display element is reduced by half.

【0007】特開平7−110455号には、表示素子
を装置の片側に、接眼レンズの光軸に対して平行に配置
するとともに、表示素子に近い方の接眼レンズの前方に
ハーフミラーを、遠い方の接眼レンズの前方に全反射ミ
ラーを配置した構成が示されている。表示素子の映像光
は、ハーフミラーによって反射光と透過光に2分割さ
れ、反射光は直接一方の接眼レンズに導かれ、透過光は
全反射ミラーにより他方の接眼レンズに導かれる。ハー
フミラーと全反射ミラーの間には、光路長の差を補正す
るためのレンズが配置されている。この構成では、一方
の光路のみに補正用のレンズが存在するため、結像性能
を揃えるために特殊な設計が必要となる。また、補正用
のレンズ分だけ装置が重くなり、表示素子が片側にある
ため重量バランスもよくない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-110455 discloses that a display element is arranged on one side of an apparatus in parallel with an optical axis of an eyepiece, and a half mirror is provided in front of an eyepiece closer to the display element. A configuration in which a total reflection mirror is arranged in front of one eyepiece is shown. The image light of the display element is split into reflected light and transmitted light by a half mirror, and the reflected light is directly guided to one eyepiece, and the transmitted light is guided to the other eyepiece by a total reflection mirror. A lens for correcting a difference in optical path length is provided between the half mirror and the total reflection mirror. In this configuration, since a correcting lens exists only in one optical path, a special design is required to make the imaging performance uniform. In addition, the weight of the apparatus is increased by the amount of the correction lens, and the weight balance is not good because the display element is on one side.

【0008】表示素子の光を分割する構成ではないが、
特開平6−315125号には、透過型の表示素子の表
裏両面から映像光を取り出す装置が開示されている。表
示素子は左右の接眼レンズの中央前方に、接眼レンズの
光軸に対して平行に配置され、左右の接眼レンズの前方
にはそれぞれ表示素子からの光を導くハーフミラーが配
置されている。また、装置の両側にはハーフミラーを介
して表示素子を照明するための光源が備えられている。
表示素子は逆向きの映像を交互に表示し、その表示に同
期して照明が切り換えられる。この構成では、左右の光
学系を同一にすることができるが、表示素子を照明する
ための光源を2つ備えるため、装置が重くなる。また、
表示と照明を同期して切り換える必要があり、制御が複
雑になる。
Although it is not a configuration for splitting the light of the display element,
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-315125 discloses a device for extracting image light from both front and back surfaces of a transmission type display element. The display elements are arranged in front of the center of the left and right eyepieces in parallel with the optical axis of the eyepieces, and half mirrors for guiding light from the display elements are arranged in front of the left and right eyepieces. Further, light sources for illuminating the display element via half mirrors are provided on both sides of the device.
The display elements alternately display images in opposite directions, and the illumination is switched in synchronization with the display. In this configuration, the left and right optical systems can be the same, but the device is heavy because it has two light sources for illuminating the display element. Also,
It is necessary to switch between display and illumination in synchronization, which complicates the control.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】使用時に頭部に装着さ
れ、または手で保持される映像表示装置は、小型かつ軽
量であることが強く要求される。また、個人使用の装置
であるから、できるだけ低価格であることが望ましい。
ところが、上述のように、表示素子をただ1つ備える映
像表示装置は、安価であるという特長を有するものの、
光学系が複雑になって、小型化、軽量化の双方を十分に
達成することができていない状況にある。
It is strongly demanded that an image display device mounted on a head or held by hand during use be small and lightweight. In addition, since the device is for personal use, it is desirable that the price be as low as possible.
However, as described above, a video display device having only one display element has a feature of being inexpensive,
The optical system is complicated, and both miniaturization and weight reduction cannot be achieved sufficiently.

【0010】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、1つの表示素子に表示した映像を左右の眼
に与える小型かつ軽量の映像表示装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a small and lightweight image display device that provides an image displayed on one display element to left and right eyes.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、映像を表示する表示素子を有し、観察
者の眼前に配置されて表示素子の映像の光を観察者の両
眼に導く映像表示装置において、第1ないし第5の反射
素子ならびに第1および第2の接眼光学系を、次の位置
関係で備える。
In order to achieve the above object, the present invention has a display element for displaying an image, and is disposed in front of the observer so that the light of the image on the display element is transmitted to both observers. In an image display device for guiding to an eye, first to fifth reflecting elements and first and second eyepiece optical systems are provided in the following positional relationship.

【0012】第1の反射素子は半透過性とし、表示素子
からの光の光路上に、表示素子の表示面に対して45゜
傾けて配置する。第2の反射素子は第1の反射素子を透
過した表示素子からの光の光路上に、表示素子の表示面
に対して平行に配置する。第3の反射素子は半透過性と
し、第1の反射素子によって反射された表示素子からの
光の光路上に、この光路に対して45゜傾けて配置す
る。第4の反射素子は、第3の反射素子を透過した第1
の反射素子からの光の光路上に、この光路に対して垂直
に配置する。第5の反射素子は、第1の反射素子によっ
て反射された第2の反射素子からの光の光路上に、第3
の反射素子に対して平行に配置する。
The first reflecting element is semi-transmissive, and is disposed on the optical path of light from the display element at an angle of 45 ° with respect to the display surface of the display element. The second reflective element is disposed on the optical path of light from the display element that has passed through the first reflective element and is parallel to the display surface of the display element. The third reflective element is semi-transmissive, and is disposed on the optical path of light from the display element reflected by the first reflective element at an angle of 45 ° with respect to this optical path. The fourth reflecting element is the first reflecting element that has passed through the third reflecting element.
Is arranged on the optical path of the light from the reflective element perpendicular to the optical path. The fifth reflecting element is provided on the optical path of the light from the second reflecting element reflected by the first reflecting element.
Are arranged in parallel to the reflection element.

【0013】第1の接眼光学系は、第3の反射素子によ
って反射された第4の反射素子からの光の光路上に配置
する。第2の接眼光学系は、第5の反射素子によって反
射された第1の反射素子からの光の光路上に配置する。
The first eyepiece optical system is arranged on the optical path of light from the fourth reflecting element reflected by the third reflecting element. The second eyepiece optical system is disposed on an optical path of light from the first reflecting element reflected by the fifth reflecting element.

【0014】また、第1の反射素子から第3の反射素子
までの距離と第1の反射素子から第5の反射素子までの
距離を等しくし、さらに、第1の反射素子から第2の反
射素子までの距離と第3の反射素子から第4の反射素子
までの距離を等しくする。
Further, the distance from the first reflecting element to the third reflecting element is equal to the distance from the first reflecting element to the fifth reflecting element, and the distance from the first reflecting element to the second reflecting element is made equal. The distance to the element is made equal to the distance from the third reflective element to the fourth reflective element.

【0015】この映像表示装置は、第4の反射素子を除
く構成要素の配設位置が対称である。使用時には、第1
の接眼光学系と第3の反射素子が一方の眼の前に、第2
の接眼光学系と第5の反射素子が他方の眼の前に位置
し、表示素子、第1の反射素子および第2の反射素子
は、観察者の顔前の左右中央に位置する。5つの反射素
子のうち、少なくとも第1および第3の反射素子は半透
過性である。
In this image display device, the arrangement positions of the components other than the fourth reflection element are symmetric. In use, the first
Eyepiece optics and a third reflective element in front of one eye,
The eyepiece optical system and the fifth reflection element are located in front of the other eye, and the display element, the first reflection element, and the second reflection element are located at the left and right centers in front of the observer's face. Of the five reflective elements, at least the first and third reflective elements are translucent.

【0016】表示素子が表示した映像の光は、まず第1
の反射素子に入射して、反射される光と透過する光に2
分割される。第1の反射素子で反射された光は、半透過
性の第3の反射素子に入射し、これを透過して第4の反
射素子によって反射される。この光は第3の反射素子に
再度入射し、反射されて第1の接眼光学系に入射する。
一方、第1の反射素子を透過した光は、第2の反射素子
によって反射され、第1の反射素子に再度入射して反射
される。この光は第5の反射素子に入射し、反射されて
第2の接眼光学系に入射する。
The light of the image displayed by the display element is first
Incident on the reflection element of the first and second reflected light and transmitted light.
Divided. The light reflected by the first reflecting element is incident on a semi-transmissive third reflecting element, passes through the third reflecting element, and is reflected by the fourth reflecting element. This light is incident again on the third reflecting element, is reflected and is incident on the first eyepiece optical system.
On the other hand, the light transmitted through the first reflecting element is reflected by the second reflecting element, re-enters the first reflecting element, and is reflected. This light enters the fifth reflecting element, is reflected and enters the second eyepiece optical system.

【0017】ここで、第1の反射素子によって反射され
た光が第1の接眼光学系に入射するまでの光路長と、第
1の反射素子を透過した光が第2の接眼光学系に入射す
るまでの光路長は、上記の設定によって等しくなってい
る。このため、光路長を補正するために他の光学素子を
配置する必要はない。また、5つの反射素子は同一位置
には存在しないから、いずれも平板に反射膜を形成した
構成とすることが可能である。したがって、この映像表
示装置は軽量になる。しかも、構成要素の配設位置が対
称に近く、ただ1つ非対称な第4の反射素子が軽量であ
るから、装置の重量バランスもよい。
Here, the optical path length until the light reflected by the first reflecting element enters the first eyepiece optical system, and the light transmitted through the first reflecting element enters the second eyepiece optical system. The optical path length up to this point is equalized by the above setting. For this reason, it is not necessary to arrange another optical element to correct the optical path length. In addition, since the five reflection elements are not present at the same position, it is possible to adopt a configuration in which a reflection film is formed on a flat plate. Therefore, the image display device is light in weight. In addition, since the arrangement positions of the components are close to symmetry, and only one asymmetric fourth reflecting element is lightweight, the weight balance of the device is good.

【0018】第1の反射素子は表示素子からの光と第2
の反射素子からの光を第1および第2の接眼光学系の光
軸に対して直交する方向に反射するが、これは接眼光学
系の光軸に対する表示素子、第1の反射素子および第2
の反射素子の角度にかかわりなく満たされる。例えば、
表示素子と第2の反射素子を接眼光学系の光軸に対して
垂直に配置して、第1の反射素子を接眼光学系の光軸に
対して45゜の傾きとしてもよいし、表示素子と第2の
反射素子を接眼光学系の光軸に対して平行に配置して、
第1の反射素子を接眼光学系の光軸に対して平行として
もよい。表示素子、第1の反射素子および第2の反射素
子は、前者の設定では前後方向に並び、後者の設定では
上下方向に並ぶことになる。
[0018] The first reflecting element is provided with the light from the display element and the second reflecting element.
Is reflected in a direction orthogonal to the optical axes of the first and second eyepiece optical systems. This is because the display element, the first reflective element, and the second
Regardless of the angle of the reflective element. For example,
The display element and the second reflection element may be arranged perpendicular to the optical axis of the eyepiece optical system, and the first reflection element may be inclined at 45 ° with respect to the optical axis of the eyepiece optical system. And the second reflecting element are arranged in parallel to the optical axis of the eyepiece optical system,
The first reflecting element may be parallel to the optical axis of the eyepiece optical system. The display element, the first reflection element, and the second reflection element are arranged in the front-rear direction in the former setting, and are arranged in the up-down direction in the latter setting.

【0019】表示素子は第1の反射素子に近接して配置
することが可能であり、第2および第4の反射素子は第
1および第3の反射素子にそれぞれ近接して配置するこ
とが可能である。したがって、映像表示装置を、前後、
上下、左右の全方向について小さく構成することができ
る。
The display element can be arranged close to the first reflection element, and the second and fourth reflection elements can be arranged close to the first and third reflection elements, respectively. It is. Therefore, the video display device, before and after,
It can be configured small in all directions, up, down, left, and right.

【0020】半透過性の第1の反射素子および第3の反
射素子の反射率は、第1および第2の接眼光学系に入射
する光の量が等しくなるように設定する。また、第5の
反射素子も、第1および第2の接眼光学系に入射する光
の量が等しくなるように、必要に応じて半透過性として
反射率を設定する。第2の反射素子および第4の反射素
子は全反射性であっても半透過性であってもよいが、光
の損失を無くすために、これらは全反射性とするのが好
ましい。
The reflectance of the semi-transmissive first and third reflective elements is set so that the amounts of light incident on the first and second eyepiece optical systems are equal. In addition, the fifth reflective element also sets the reflectance as semi-transmissive as necessary so that the amounts of light incident on the first and second eyepiece optical systems are equal. The second reflective element and the fourth reflective element may be totally reflective or semi-transmissive, but are preferably totally reflective to eliminate loss of light.

【0021】上記構成の映像表示装置において、第1の
反射素子および第3の反射素子をそれぞれ、偏光面が互
いに垂直な2つの偏光成分の一方を透過させ他方を反射
する偏光分離膜で構成し、第1の反射素子と第2の反射
素子の間および第3の反射素子と第4の反射素子の間に
それぞれ、1/4波長板を備えるようにしてもよい。
In the image display device having the above structure, each of the first reflection element and the third reflection element is constituted by a polarization separation film which transmits one of two polarization components whose polarization planes are perpendicular to each other and reflects the other. , A quarter-wave plate may be provided between each of the first and second reflection elements and between the third and fourth reflection elements.

【0022】第1の反射素子は、表示素子から入射する
偏光面が無秩序な光を、2つの偏光成分に分割する。第
3の反射素子は、第1の反射素子によって反射された光
を透過させる設定とすることができる。このとき、第1
の反射素子によって反射された光は、第3の反射素子を
透過し、前述のように、第4の反射素子によって反射さ
れて第3の反射素子に再度入射する。この間に光は1/
4波長板を2回透過することになり、その偏光面は90
゜回転する。したがって、第3の反射素子に再度入射し
た光は反射されて、第1の接眼光学系に入射する。
The first reflection element divides light having a disordered plane of polarization incident from the display element into two polarization components. The third reflective element can be set to transmit light reflected by the first reflective element. At this time, the first
Is reflected by the third reflecting element, is reflected by the fourth reflecting element, and is incident on the third reflecting element again as described above. During this time the light is 1 /
The light is transmitted twice through the four-wavelength plate, and its polarization plane is 90
゜ Rotate. Therefore, the light that has reentered the third reflecting element is reflected and enters the first eyepiece optical system.

【0023】第1の反射素子を透過した光も、第2の反
射素子によって反射されて第1の反射素子に再度入射す
るまでに、1/4波長板を2回透過することになり、偏
光面が90゜回転する。したがって、第1の反射素子に
再度入射した光は反射され、第5の反射素子によってさ
らに反射されて、第2の接眼光学系に入射する。
The light transmitted through the first reflecting element is also transmitted through the quarter-wave plate twice before being reflected by the second reflecting element and re-entering the first reflecting element. The plane rotates 90 °. Therefore, light that has reentered the first reflecting element is reflected, further reflected by the fifth reflecting element, and enters the second eyepiece optical system.

【0024】この構成では、表示素子からの光の半分を
一方の眼に、残りを他方の眼に導くことができて、光の
利用効率が高くなる。
In this configuration, half of the light from the display element can be guided to one eye and the other can be guided to the other eye, and the light use efficiency can be increased.

【0025】第1の反射素子と第3の反射素子の間およ
び第1の反射素子と第5の反射素子の間にそれぞれ、視
野角を拡大するためのレンズを備えるようにしてもよ
い。接眼光学系の倍率をあまり大きくしなくても視野角
の大きい映像を提供することが可能になり、第3、第4
および第5の反射素子を小さくすることができる。しか
も、第1の反射素子から第3の反射素子や第5の反射素
子までの距離は左右の眼の距離で規定され、これらの光
路上にレンズを配置しても第3の反射素子や第5の反射
素子の位置に影響を及ぼさない。したがって、映像表示
装置を一層小型化することができる。
A lens for increasing the viewing angle may be provided between the first and third reflecting elements and between the first and fifth reflecting elements. It is possible to provide an image with a large viewing angle without increasing the magnification of the eyepiece optical system so much.
In addition, the size of the fifth reflecting element can be reduced. Moreover, the distance from the first reflecting element to the third reflecting element and the fifth reflecting element is defined by the distance between the left and right eyes, and even if a lens is arranged on these optical paths, the third reflecting element and the 5 does not affect the position of the reflection element. Therefore, the size of the image display device can be further reduced.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の映像表示装置の実
施形態について図面を参照しながら説明する。図1に第
1の実施形態の映像表示装置1の構成を示す。映像表示
装置1は、表示素子として液晶表示器(LCD)10、
5つの反射素子として3つのハーフミラー11、13、
15と2つの全反射ミラー12、14、2つの接眼光学
系として接眼レンズ16、17を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the video display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the video display device 1 according to the first embodiment. The image display device 1 includes a liquid crystal display (LCD) 10 as a display element,
Three half mirrors 11 and 13 as five reflecting elements,
15 and two total reflection mirrors 12 and 14 and eyepieces 16 and 17 as two eyepiece optical systems.

【0027】LCD10は透過型であり、図外に配置さ
れた光源の光で表示面を垂直に照明される。ハーフミラ
ー11、13、15および全反射ミラー12、14は、
いずれも薄い平板の表面に反射膜を設けることにより形
成されている。ハーフミラー13、15は同じ大きさで
ある。
The LCD 10 is of a transmissive type, and a display surface is vertically illuminated with light from a light source arranged outside the figure. The half mirrors 11, 13, 15 and the total reflection mirrors 12, 14
Each is formed by providing a reflective film on the surface of a thin flat plate. The half mirrors 13 and 15 have the same size.

【0028】ハーフミラー11はLCD10と全反射ミ
ラー12の間に位置する。ハーフミラー11と全反射ミ
ラー12は、LCD10の表示面の中心を通り表示面に
垂直な直線L1が、それぞれの中心を通るように配置さ
れている。ハーフミラー11はLCD10の表示面に対
して45゜傾けて配置されており、全反射ミラー12は
LCD10の表示面に対して平行に配置されている。
The half mirror 11 is located between the LCD 10 and the total reflection mirror 12. The half mirror 11 and the total reflection mirror 12 are arranged so that a straight line L1 passing through the center of the display surface of the LCD 10 and perpendicular to the display surface passes through the respective centers. The half mirror 11 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the display surface of the LCD 10, and the total reflection mirror 12 is arranged parallel to the display surface of the LCD 10.

【0029】ハーフミラー13とハーフミラー15は、
ハーフミラー11を間にして、ハーフミラー11上で直
線L1と直交する直線L2が、それぞれの中心を通るよう
に配置されている。ハーフミラー13とハーフミラー1
5は直線L2に対して45゜傾けて、かつ互いに平行に
配置されている。ハーフミラー13はハーフミラー11
と全反射ミラー14の間に位置する。全反射ミラー14
は、直線L2が中心を通るように配置されている。全反
射ミラー14は直線L2に対して垂直に配置されてお
り、LCD10と全反射ミラー12に対しても垂直にな
っている。
The half mirror 13 and the half mirror 15
With the half mirror 11 interposed, straight lines L2 orthogonal to the straight line L1 on the half mirror 11 are arranged so as to pass through their respective centers. Half mirror 13 and half mirror 1
5 are arranged at an angle of 45 ° to the straight line L2 and parallel to each other. Half mirror 13 is half mirror 11
And the total reflection mirror 14. Total reflection mirror 14
Are arranged such that the straight line L2 passes through the center. The total reflection mirror 14 is arranged perpendicular to the straight line L2, and is also perpendicular to the LCD 10 and the total reflection mirror 12.

【0030】接眼レンズ16は、その光軸がハーフミラ
ー13上で直線L2と直交するように、光軸をハーフミ
ラー13に対して45゜傾けて配置されている。接眼レ
ンズ17も、その光軸がハーフミラー15上で直線L2
と直交するように、光軸をハーフミラー15に対して4
5゜傾けて配置されている。接眼レンズ16、17は、
光軸が互いに平行であり、直線L2に関して同じ側に位
置する。
The eyepiece 16 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the half mirror 13 so that its optical axis is orthogonal to the straight line L 2 on the half mirror 13. The eyepiece 17 also has a light axis L2 on the half mirror 15
The optical axis with respect to the half mirror 15 by 4
It is arranged at an angle of 5 °. The eyepieces 16 and 17 are
The optical axes are parallel to each other and are on the same side with respect to the straight line L2.

【0031】ハーフミラー11の中心からハーフミラー
13の中心までの距離と、ハーフミラー11の中心から
ハーフミラー15の中心までの距離は等しく、観察者の
両眼E1、E2の距離の1/2に設定されている。したが
って、使用時には、ハーフミラー13、15が観察者の
両眼の前方に位置し、LCD10、ハーフミラー11お
よび全反射ミラー12は顔面前方の左右中央に位置する
ことになる。
The distance from the center of the half mirror 11 to the center of the half mirror 13 is equal to the distance from the center of the half mirror 11 to the center of the half mirror 15, and is の of the distance between the observer's eyes E1, E2. Is set to Therefore, at the time of use, the half mirrors 13 and 15 are located in front of both eyes of the observer, and the LCD 10, the half mirror 11 and the total reflection mirror 12 are located in the left and right center in front of the face.

【0032】また、ハーフミラー11の中心から全反射
ミラー12の中心までの距離と、ハーフミラー13の中
心から全反射ミラー14の中心までの距離は等しく設定
されている。ハーフミラー13の中心から接眼レンズ1
6までの距離と、ハーフミラー15の中心から接眼レン
ズ17までの距離も等しく設定されている。
The distance from the center of the half mirror 11 to the center of the total reflection mirror 12 and the distance from the center of the half mirror 13 to the center of the total reflection mirror 14 are set equal. Eyepiece 1 from center of half mirror 13
6 is set to be equal to the distance from the center of the half mirror 15 to the eyepiece 17.

【0033】映像表示装置1をできるだけ小型化するた
めに、表示素子10はハーフミラー11に近接して配置
されており、全反射ミラー12および全反射ミラー14
は、それぞれハーフミラー11およびハーフミラー13
に近接して配置されている。
In order to make the image display device 1 as small as possible, the display element 10 is arranged close to the half mirror 11, and the total reflection mirror 12 and the total reflection mirror 14
Are respectively a half mirror 11 and a half mirror 13
It is arranged close to.

【0034】LCD10からの映像光は、まずハーフミ
ラー11に入射し、反射される光と透過する光に2分割
される。ハーフミラー11によって反射された光は、ハ
ーフミラー13に入射して、反射される光と透過する光
に分割され、反射された光は捨てられる。ハーフミラー
13を透過した光は、全反射ミラー14に入射して反射
され、ハーフミラー13に再度入射する。この光は、反
射される光と透過する光に分割され、透過した光はハー
フミラー11に向かって進む。ハーフミラー13によっ
て反射された光は接眼レンズ16に入射して、観察者の
一方の眼E1に導かれる。
The image light from the LCD 10 first enters the half mirror 11 and is split into two parts: reflected light and transmitted light. The light reflected by the half mirror 11 enters the half mirror 13 and is split into reflected light and transmitted light, and the reflected light is discarded. The light transmitted through the half mirror 13 is incident on the total reflection mirror 14 and is reflected, and is incident on the half mirror 13 again. This light is split into reflected light and transmitted light, and the transmitted light travels toward the half mirror 11. The light reflected by the half mirror 13 enters the eyepiece 16 and is guided to one eye E1 of the observer.

【0035】一方、ハーフミラー11を透過したLCD
10からの光は、全反射ミラー12に入射して反射さ
れ、ハーフミラー11に再度入射する。この光は、反射
される光と透過する光に分割され、透過した光は捨てら
れる。ハーフミラー11によって反射された光は、ハー
フミラー11を透過するハーフミラー13からの光と共
に、ハーフミラー15に入射する。この光は反射される
光と透過する光に分割され、透過した光は捨てられる。
ハーフミラー15によって反射された光は接眼レンズ1
7に入射して、観察者の他方の眼E2に導かれる。
On the other hand, the LCD that has passed through the half mirror 11
The light from 10 enters the total reflection mirror 12 and is reflected, and then enters the half mirror 11 again. This light is split into reflected light and transmitted light, and the transmitted light is discarded. The light reflected by the half mirror 11 enters the half mirror 15 together with the light from the half mirror 13 transmitting through the half mirror 11. This light is split into reflected light and transmitted light, and the transmitted light is discarded.
The light reflected by the half mirror 15 is the eyepiece 1
7, and is guided to the other eye E2 of the observer.

【0036】観察者は接眼レンズ16、17を介してL
CD10の表示面の拡大された虚像を視ることになり、
視野角の大きい映像を観察することができる。両眼E
1、E2で観察される映像の向きは同じである。また、前
述の距離の設定により、ハーフミラー11から一方の眼
E1に至る光路長と、ハーフミラー11から他方の眼E2
に至る光路長は等しくなっており、映像の大きさも同じ
である。
The observer can see L through the eyepieces 16 and 17
You will see an enlarged virtual image of the display surface of CD10,
An image with a large viewing angle can be observed. Binocular E
1. The directions of the images observed at E2 are the same. Further, by setting the distance, the optical path length from the half mirror 11 to one eye E1 and the optical path length from the half mirror 11 to the other eye E2 are determined.
Are equal, and the size of the image is the same.

【0037】両眼E1、E2に導かれる映像光の量は、ハ
ーフミラー11、13、15の反射率によって決まる。
LCD10の映像光の量をA0、眼E1、E2に導かれる
光の量をそれぞれA1、A2、ハーフミラー11、13、
15の反射率をそれぞれR1、R3、R5で表す。眼E1に
導かれる光は、ハーフミラー11の反射、ハーフミラー
13の透過と反射を順に経たものであるから、光量A1
は下記の式1で求められる。また、眼E2に導かれる光
は、ハーフミラー11の透過と反射、ハーフミラー15
の反射を順に経たものと、ハーフミラー11の反射、ハ
ーフミラー13の2回の透過、ハーフミラー11の透
過、ハーフミラー15の反射を順に経たものとの和であ
るから、光量A2は式2で求められる。
The amount of image light guided to both eyes E 1 and E 2 is determined by the reflectance of the half mirrors 11, 13 and 15.
The amount of image light of the LCD 10 is A0, and the amount of light guided to the eyes E1, E2 is A1, A2, the half mirrors 11, 13, respectively.
The reflectivity of No. 15 is represented by R1, R3 and R5, respectively. The light guided to the eye E1 passes through the reflection of the half mirror 11 and the transmission and reflection of the half mirror 13 in this order.
Is obtained by the following equation 1. The light guided to the eye E2 is transmitted and reflected by the half mirror 11, and reflected by the half mirror 15
And the reflection of the half mirror 11, the transmission of the half mirror 13 twice, the transmission of the half mirror 11, and the reflection of the half mirror 15 in this order. Is required.

【0038】 A1=A0×R1×(1−R3)×R3 ・・・式1 A2=A0×(1−R1)×R1×R5 +A0×R1×(1−R3)×(1−R3)×(1−R1)×R5 =A0×R1×(1−R1)×{1+(1−R3)2}×R5 ・・・式2A1 = A0 × R1 × (1-R3) × R3 Equation 1 A2 = A0 × (1-R1) × R1 × R5 + A0 × R1 × (1-R3) × (1-R3) × (1−R1) × R5 = A0 × R1 × (1-R1) × {1+ (1-R3) 2 } × R5 Equation 2

【0039】映像表示装置1では、両眼E1、E2で観察
する映像を同じ明るさにするために、A1=A2として、
次の式3の関係を満たすように反射率R1、R3、R5を
設定している。 R3×(1−R3)=(1−R1)×{1+(1−R3)2}×R5 ・・・式3
In the image display device 1, in order to make the images observed by both eyes E1 and E2 the same brightness, A1 = A2.
The reflectances R1, R3, and R5 are set so as to satisfy the relationship of the following Expression 3. R3 × (1-R3) = (1-R1) × {1+ (1-R3) 2 } × R5 Formula 3

【0040】例えば、第1の設定ではR1=0.5、R3
=0.5、R5=0.4、第2の設定ではR1=0.6、
R3=0.5、R5=0.5、第3の設定ではR1=0.
8、R3=0.5、R5=1、第4の設定ではR1=0.
825、R3=0.755、R5=1である。眼E1、E2
の各々に導かれる光は、第1の設定では映像光の12.
5%、第2の設定では15%、第3の設定では20%、
第4の設定では15.3%となる。第3、第4の設定
は、ハーフミラー15に代えて全反射ミラーを使用する
ことも可能であることを示している。
For example, in the first setting, R1 = 0.5, R3
= 0.5, R5 = 0.4, R1 = 0.6 in the second setting,
R3 = 0.5, R5 = 0.5, and in the third setting, R1 = 0.
8, R3 = 0.5, R5 = 1, and in the fourth setting, R1 = 0.
825, R3 = 0.755, R5 = 1. Eyes E1, E2
Of the image light in the first setting.
5%, 15% for the second setting, 20% for the third setting,
The fourth setting is 15.3%. The third and fourth settings indicate that a total reflection mirror can be used instead of the half mirror 15.

【0041】前述の位置関係は、LCD10の表示面の
中心を通り表示面に垂直な直線L1と、ハーフミラー1
3の中心とハーフミラー15の中心を結ぶ直線L2が、
ハーフミラー11上で直交することを規定しているのみ
で、直線L2および接眼レンズ16、17の光軸を含む
平面に対する直線L1の傾きは任意に設定してよい。す
なわち、直線L1を接眼レンズ16、17の光軸に対し
て、平行にすることも、垂直にすることも、さらに他の
角度関係にすることも可能である。
The positional relationship described above includes a straight line L 1 passing through the center of the display surface of the LCD 10 and perpendicular to the display surface, and a half mirror 1.
A straight line L2 connecting the center of 3 and the center of the half mirror 15 is
The inclination of the straight line L2 and the inclination of the straight line L1 with respect to the plane including the optical axes of the eyepieces 16 and 17 may be set arbitrarily only by specifying that the line is orthogonal on the half mirror 11. That is, the straight line L1 can be parallel or perpendicular to the optical axes of the eyepieces 16 and 17, or can have another angular relationship.

【0042】直線L1を接眼レンズ16、17の光軸に
対して平行にする構成では、LCD10と全反射ミラー
12は前後方向に配置され、ハーフミラー11は接眼レ
ンズ16、17の光軸に対して45゜傾くことになる。
直線L1を接眼レンズ16、17の光軸に対して垂直に
する構成では、LCD10と全反射ミラー12は上下方
向に配置され、ハーフミラー11は接眼レンズ16、1
7の光軸に対して平行になる。LCD10と全反射ミラ
ー12は平板状であり、ハーフミラー11に近接して配
置されているから、いずれの構成としても、映像表示装
置1の前後方向の大きさと上下方向の大きさに、差はほ
とんど生じない。
In a configuration in which the straight line L1 is parallel to the optical axes of the eyepieces 16 and 17, the LCD 10 and the total reflection mirror 12 are arranged in the front-rear direction, and the half mirror 11 is positioned with respect to the optical axes of the eyepieces 16 and 17. Would be 45 °.
In a configuration in which the straight line L1 is perpendicular to the optical axes of the eyepieces 16 and 17, the LCD 10 and the total reflection mirror 12 are vertically arranged, and the half mirror 11 is
7 becomes parallel to the optical axis. Since the LCD 10 and the total reflection mirror 12 have a flat plate shape and are disposed close to the half mirror 11, the difference between the size of the image display device 1 in the front-rear direction and the size of the image display device 1 in the up-down direction is not limited. Rarely occurs.

【0043】両眼E1、E2の距離に個人差があることに
対応し得るようにするために、ハーフミラー13、全反
射ミラー14および接眼レンズ16の組と、ハーフミラ
ー15および接眼レンズ17の組との間隔を変化させる
機構を備えるようにしてもよい。その機構は、ハーフミ
ラー11からハーフミラー13までの距離と、ハーフミ
ラー11からハーフミラー15までの距離が、常に等し
くなるように設定する。
In order to be able to cope with individual differences in the distance between the eyes E1 and E2, a set of a half mirror 13, a total reflection mirror 14 and an eyepiece 16 and a half mirror 15 and an eyepiece 17 A mechanism for changing the interval between the pair may be provided. The mechanism is set such that the distance from the half mirror 11 to the half mirror 13 and the distance from the half mirror 11 to the half mirror 15 are always equal.

【0044】なお、ここでは、外部から与えられる光を
変調して映像光を特定の偏光成分とするLCDを表示素
子として用いているが、本実施形態のハーフミラーのよ
うに特性が入射光の偏光成分に依存しない半透過性の反
射素子を使用する場合、どのような種類の表示素子を使
用することもできる。例えば、自ら光を発し、映像光に
無秩序な偏光成分が含まれることになるフィールドエミ
ッション表示器(FED)やエレクトロルミネッセンス
表示器(ELD)も利用可能である。ただし、従来の陰
極線管(CRT)のように寸法や重量が大きな表示素子
は、映像表示装置1の小型化と軽量化の妨げとなるか
ら、好ましくない。
In this case, an LCD which modulates light supplied from the outside and uses image light as a specific polarization component is used as a display element. However, like the half mirror of the present embodiment, the characteristic is that of incident light. When a semi-transmissive reflective element that does not depend on the polarization component is used, any type of display element can be used. For example, a field emission display (FED) or an electroluminescence display (ELD), which emits light by itself and in which video light contains a disordered polarization component, can be used. However, a display element having a large size and weight, such as a conventional cathode ray tube (CRT), is not preferable because it hinders reduction in size and weight of the image display device 1.

【0045】第2の実施形態の映像表示装置2の構成を
図2に示す。映像表示装置2は、表示素子としてFED
20、5つの反射素子として2つの偏光分離(PBS)
ミラー21、23と3つの全反射ミラー22、24、2
5、2つの接眼光学系として接眼レンズ26、27を備
えている。また、2つの1/4波長板22a、24aを
備えている。
FIG. 2 shows the configuration of the video display device 2 according to the second embodiment. The image display device 2 has an FED as a display element.
20, 2 polarization splitters (PBS) as 5 reflective elements
Mirrors 21, 23 and three total reflection mirrors 22, 24, 2
5, eyepiece lenses 26 and 27 are provided as two eyepiece optical systems. Further, two quarter-wave plates 22a and 24a are provided.

【0046】PBSミラー21、23は、偏光面が互い
に直交する2つの偏光成分の一方を透過させ他方を反射
するPBS膜を、薄い平板の表面に設けることにより形
成されている。入射光に対するPBS膜の作用を図3に
示す。この例では、PBS膜FはP偏光を透過させ、S
偏光を反射するように設定されている。入射光に含まれ
る偏光成分のうち、偏光面が紙面に平行な成分はPBS
膜Fに対してP偏光となってPBS膜Fを透過し、偏光
面が紙面に垂直な成分はPBS膜Fに対してS偏光とな
ってPBS膜Fで反射される。
The PBS mirrors 21 and 23 are formed by providing, on a thin flat plate surface, a PBS film that transmits one of two polarization components whose polarization planes are orthogonal to each other and reflects the other. FIG. 3 shows the effect of the PBS film on the incident light. In this example, the PBS film F transmits P-polarized light and S
It is set to reflect polarized light. Among the polarization components included in the incident light, the component whose polarization plane is parallel to the paper is PBS
A component which becomes P-polarized light with respect to the film F and transmits through the PBS film F, and a component whose polarization plane is perpendicular to the paper surface becomes S-polarized light with respect to the PBS film F and is reflected by the PBS film F.

【0047】FED20、PBSミラー21および全反
射ミラー22は、第1の実施形態の映像表示装置1のL
CD10、ハーフミラー11および全反射ミラー12に
それぞれ対応するものであり、これらの位置関係は映像
表示装置1と同じに設定されている。また、PBSミラ
ー23、全反射ミラー24、全反射ミラー25、接眼レ
ンズ26および接眼レンズ27は、映像表示装置1のハ
ーフミラー13、全反射ミラー14、ハーフミラー1
5、接眼レンズ16および接眼レンズ17にそれぞれ対
応するものであり、これらの位置関係も映像表示装置1
と同じに設定されている。
The FED 20, the PBS mirror 21, and the total reflection mirror 22 are the same as those of the image display device 1 of the first embodiment.
They correspond to the CD 10, the half mirror 11, and the total reflection mirror 12, respectively, and their positional relationship is set to be the same as that of the video display device 1. The PBS mirror 23, the total reflection mirror 24, the total reflection mirror 25, the eyepiece 26, and the eyepiece 27 are provided by the half mirror 13, the total reflection mirror 14, and the half mirror 1 of the image display device 1.
5, the eyepiece 16 and the eyepiece 17, respectively, and their positional relationship is also shown in the image display device 1.
Is set to the same as

【0048】PBSミラー21の中心からPBSミラー
23の中心までの距離と、PBSミラー21の中心から
全反射ミラー25の中心までの距離が等しく、PBSミ
ラー21の中心から全反射ミラー22の中心までの距離
と、PBSミラー23の中心から全反射ミラー24の中
心までの距離が等しことも、映像表示装置1と同じであ
る。
The distance from the center of the PBS mirror 21 to the center of the PBS mirror 23 is equal to the distance from the center of the PBS mirror 21 to the center of the total reflection mirror 25, and from the center of the PBS mirror 21 to the center of the total reflection mirror 22. Is equal to the distance from the center of the PBS mirror 23 to the center of the total reflection mirror 24, which is the same as the image display device 1.

【0049】1/4波長板22aは、PBSミラー21
と全反射ミラー22の間に、全反射ミラー22に対して
平行に配置されている。1/4波長板24aは、PBS
ミラー23と全反射ミラー24の間に、全反射ミラー2
4に対して平行に配置されている。
The quarter-wave plate 22a is a PBS mirror 21
And the total reflection mirror 22 are arranged in parallel with the total reflection mirror 22. The quarter wave plate 24a is made of PBS
Between the mirror 23 and the total reflection mirror 24, the total reflection mirror 2
4 are arranged in parallel with each other.

【0050】FED20の表示面の中心を通り表示面に
垂直な直線L1は、PBSミラー23の中心と全反射ミ
ラー25の中心を結ぶ直線L2にPBSミラー21上で
直交し、かつ、接眼レンズ26、27の光軸と平行にな
るように設定されている。したがって、FED20、1
/4波長板22aおよび全反射ミラー22は前後方向に
配置されている。また、PBSミラー21はP偏光を反
射してS偏光を透過させるように、PBSミラー23は
S偏光を反射してP偏光を透過させるように設定されて
いる。
A straight line L 1 passing through the center of the display surface of the FED 20 and perpendicular to the display surface is orthogonal to a straight line L 2 connecting the center of the PBS mirror 23 and the center of the total reflection mirror 25 on the PBS mirror 21 and the eyepiece lens 26. , 27 are set in parallel with the optical axis. Therefore, FED 20, 1
The 波長 wavelength plate 22a and the total reflection mirror 22 are arranged in the front-back direction. The PBS mirror 21 is set to reflect P-polarized light and transmit S-polarized light, and the PBS mirror 23 is set to reflect S-polarized light and transmit P-polarized light.

【0051】FED20から観察者の眼E1、E2に至る
までの映像光の光路と、光路上での偏光成分を図4に示
す。FED20が発する光の偏光面は無秩序であり、映
像光にはPBSミラー21に対してP偏光となる成分と
S偏光となる成分が含まれる。PBSミラー21に入射
する光のうち、P偏光は反射され、S偏光は透過する。
FIG. 4 shows the optical path of the image light from the FED 20 to the observer's eyes E1 and E2, and the polarization components on the optical path. The polarization plane of the light emitted from the FED 20 is disordered, and the image light includes a component that becomes P-polarized light and a component that becomes S-polarized light with respect to the PBS mirror 21. Of the light incident on the PBS mirror 21, P-polarized light is reflected and S-polarized light is transmitted.

【0052】PBSミラー21によって反射された光
は、PBSミラー23に入射するが、PBSミラー23
に対してもP偏光となるため、全て透過する。PBSミ
ラー23を透過した光は、全反射ミラー24に入射して
反射され、PBSミラー23に再度入射する。この間に
光は1/4波長板24aを2回透過することになり、偏
光面が90゜回転する。したがって、PBSミラー23
に再入射する光は、PBSミラー23に対してS偏光と
なっており、全て反射される。PBSミラー23によっ
て反射された光は、接眼レンズ26に入射して観察者の
一方の眼E1に導かれる。
The light reflected by the PBS mirror 21 enters the PBS mirror 23, but is reflected by the PBS mirror 23.
Are also P-polarized light, so that they are all transmitted. The light transmitted through the PBS mirror 23 is incident on and reflected by the total reflection mirror 24, and is incident again on the PBS mirror 23. During this time, the light passes through the quarter-wave plate 24a twice, and the polarization plane is rotated by 90 °. Therefore, the PBS mirror 23
Are re-incident as S-polarized light with respect to the PBS mirror 23 and are all reflected. The light reflected by the PBS mirror 23 enters the eyepiece lens 26 and is guided to one eye E1 of the observer.

【0053】一方、PBSミラー21を透過した光は、
全反射ミラー22に入射して反射され、PBSミラー2
1に再度入射する。この間に光は1/4波長板22aを
2回透過することになり、偏光面が90゜回転する。し
たがって、PBSミラー21に再入射する光は、PBS
ミラー21に対してP偏光となって、全て反射される。
PBSミラー21によって反射された光は、全反射ミラ
ー25に入射して反射され、接眼レンズ27に入射して
観察者の他方の眼E2に導かれる。
On the other hand, the light transmitted through the PBS mirror 21 is
The incident light is reflected by the total reflection mirror 22 and is reflected by the PBS mirror 2.
Re-enter at 1. During this time, the light is transmitted twice through the quarter-wave plate 22a, and the polarization plane is rotated by 90 °. Therefore, the light re-entering the PBS mirror 21 is
The light becomes P-polarized light with respect to the mirror 21 and is all reflected.
The light reflected by the PBS mirror 21 is incident on the total reflection mirror 25, is reflected, is incident on the eyepiece 27, and is guided to the other eye E2 of the observer.

【0054】映像表示装置2では、半透過性の反射素子
であるPBSミラー21、23による光の損失はなく、
FED20の映像光の1/2ずつが両眼E1、E2に導か
れる。したがって、明るい映像を提供することができ
る。
In the image display device 2, there is no light loss due to the PBS mirrors 21 and 23 which are semi-transmissive reflecting elements.
One half of the image light of the FED 20 is guided to both eyes E1 and E2. Therefore, a bright image can be provided.

【0055】FED20の表示面の中心を通り表示面に
垂直な直線L1を、接眼レンズ26、27の光軸に対し
て垂直方向にして、FED20、1/4波長板22aお
よび全反射ミラー22を上下方向に配置してもよい。そ
の場合、PBSミラー21によって反射された光は、P
BSミラー23に対してS偏光となるから、PBSミラ
ー23を、S偏光を透過させP偏光を反射する設定とす
る。
The straight line L1 passing through the center of the display surface of the FED 20 and perpendicular to the display surface is oriented perpendicular to the optical axes of the eyepieces 26 and 27, and the FED 20, the quarter-wave plate 22a and the total reflection mirror 22 are They may be arranged vertically. In that case, the light reflected by the PBS mirror 21 is P
Since the S-polarized light is transmitted to the BS mirror 23, the PBS mirror 23 is set to transmit the S-polarized light and reflect the P-polarized light.

【0056】なお、ここでは映像表示素子としてFED
を使用しているが、ELDを用いてもよい。また、映像
光の偏光面を無秩序にする散乱板を設けたLCDを使用
することも可能である。
Here, the FED is used as the image display element.
Is used, but an ELD may be used. It is also possible to use an LCD provided with a scattering plate that makes the polarization plane of the image light random.

【0057】第3の実施形態の映像表示装置3の構成を
図5に示す。この映像表示装置3は、第2の実施形態の
映像表示装置2に偏光板26b、27bを追加したもの
である。偏光板26bは、PBSミラー23と接眼レン
ズ26の間に、接眼レンズ26の光軸に対して垂直に配
置されている。偏光板27bは、全反射ミラー25と接
眼レンズ27の間に、接眼レンズ27の光軸に対して垂
直に配置されている。
FIG. 5 shows the configuration of the video display device 3 according to the third embodiment. This image display device 3 is obtained by adding polarizing plates 26b and 27b to the image display device 2 of the second embodiment. The polarizing plate 26b is disposed between the PBS mirror 23 and the eyepiece 26 perpendicular to the optical axis of the eyepiece 26. The polarizing plate 27 b is disposed between the total reflection mirror 25 and the eyepiece 27, perpendicular to the optical axis of the eyepiece 27.

【0058】PBSミラー21や23に設定誤差が生じ
て、偏光面が垂直な2つの偏光成分の分離が不完全にな
った場合でも、不要な偏光成分を偏光板26b、27b
で遮断することができ、ゴーストがなく同じ明るさの映
像を両眼E1、E2に提供することができる。なお、偏光
板26b、27bは、接眼レンズ26、27と眼E1、
E2の間に配置してもよい。
Even when a setting error occurs in the PBS mirrors 21 and 23 and the separation of two polarization components whose polarization planes are perpendicular becomes incomplete, unnecessary polarization components are removed from the polarization plates 26b and 27b.
, And an image of the same brightness without ghost can be provided to both eyes E1 and E2. The polarizing plates 26b and 27b are connected to the eyepieces 26 and 27 and the eye E1,
It may be arranged between E2.

【0059】第4の実施形態の映像表示装置4の構成を
図6に示す。映像表示装置4は、表示素子としてFED
40、5つの反射素子として3つのPBSミラー41、
43、45と2つの全反射ミラー42、44、2つの接
眼光学系として全反射凹面ミラー46、47を備えてい
る。また、4つの1/4波長板42a、44a、46
a、47aを備えている。
FIG. 6 shows the configuration of the video display device 4 according to the fourth embodiment. The image display device 4 has an FED as a display element.
40, three PBS mirrors 41 as five reflecting elements,
43, 45, two total reflection mirrors 42, 44, and two total reflection concave mirrors 46, 47 as eyepiece optical systems. Also, four quarter-wave plates 42a, 44a, 46
a, 47a.

【0060】FED40、PBSミラー41、全反射ミ
ラー42および1/4波長板42aは、第2の実施形態
の映像表示装置2のFED20、PBSミラー21、全
反射ミラー22および1/4波長板22aにそれぞれ対
応するものであり、映像表示装置2と同じ位置関係に設
定されている。PBSミラー43、全反射ミラー44お
よび1/4波長板44aは、映像表示装置2のPBSミ
ラー23、全反射ミラー24および1/4波長板24a
にそれぞれ対応するものであり、PBSミラー43が9
0゜回転して配置されていることを除いて、映像表示装
置2と同じ位置関係に設定されている。PBSミラー4
5は、映像表示装置2の全反射ミラー25に対応するも
のであるが、90゜回転して配置されている。
The FED 40, the PBS mirror 41, the total reflection mirror 42, and the quarter-wave plate 42a are the same as the FED 20, the PBS mirror 21, the total reflection mirror 22, and the quarter-wave plate 22a of the video display device 2 of the second embodiment. , And are set in the same positional relationship as the video display device 2. The PBS mirror 43, the total reflection mirror 44, and the quarter-wave plate 44a are the PBS mirror 23, the total reflection mirror 24, and the quarter-wave plate 24a of the image display device 2.
And the PBS mirror 43 is 9
The positional relationship is set the same as that of the video display device 2 except that the video display device 2 is arranged to be rotated by 0 °. PBS mirror 4
Numeral 5 corresponds to the total reflection mirror 25 of the image display device 2, but is arranged by rotating by 90 °.

【0061】PBSミラー41の中心からPBSミラー
43の中心までの距離と、PBSミラー41の中心から
PBSミラー45の中心までの距離は等しく、PBSミ
ラー41の中心から全反射ミラー42の中心までの距離
と、PBSミラー43の中心から全反射ミラー44の中
心までの距離は等しい。
The distance from the center of the PBS mirror 41 to the center of the PBS mirror 43 is equal to the distance from the center of the PBS mirror 41 to the center of the PBS mirror 45, and the distance from the center of the PBS mirror 41 to the center of the total reflection mirror 42. The distance is equal to the distance from the center of the PBS mirror 43 to the center of the total reflection mirror 44.

【0062】凹面ミラー46は、光軸がPBSミラー4
3の中心とPBSミラー45の中心を結ぶ直線L2にP
BSミラー43上で直交するように配置されている。凹
面ミラー47は、光軸が直線L2にPBSミラー45上
で直交するように配置されている。凹面ミラー46、4
7の光軸は平行であり、PBSミラー43の中心から凹
面ミラー46の中心までの距離と、PBSミラー45の
中心から凹面ミラー47の中心までの距離は等しい。
The concave mirror 46 has an optical axis of the PBS mirror 4.
P is a straight line L2 connecting the center of 3 and the center of the PBS mirror 45.
They are arranged orthogonally on the BS mirror 43. The concave mirror 47 is disposed so that the optical axis is orthogonal to the straight line L2 on the PBS mirror 45. Concave mirrors 46, 4
7, the optical axis is parallel, and the distance from the center of the PBS mirror 43 to the center of the concave mirror 46 is equal to the distance from the center of the PBS mirror 45 to the center of the concave mirror 47.

【0063】1/4波長板46aはPBSミラー43と
凹面ミラー46の間に、凹面ミラー46の光軸に対して
垂直に配置されている。1/4波長板47aはPBSミ
ラー45と凹面ミラー47の間に、凹面ミラー47の光
軸に対して垂直に配置されている。
The 波長 wavelength plate 46 a is disposed between the PBS mirror 43 and the concave mirror 46, perpendicular to the optical axis of the concave mirror 46. The 波長 wavelength plate 47 a is arranged between the PBS mirror 45 and the concave mirror 47 so as to be perpendicular to the optical axis of the concave mirror 47.

【0064】FED40の表示面の中心を通り表示面に
垂直な直線L1は、凹面ミラー46、47の光軸に平行
に設定されている。すなわち、FED40、全反射ミラ
ー42および1/4波長板42aは前後方向に配置され
ている。映像表示装置2と同様に、PBSミラー41は
P偏光を反射してS偏光を透過させるように、PBSミ
ラー43はS偏光を反射してP偏光を透過させるように
設定されている。また、PBSミラー45はP偏光を反
射してS偏光を透過させるように設定されている。
A straight line L 1 passing through the center of the display surface of the FED 40 and perpendicular to the display surface is set parallel to the optical axes of the concave mirrors 46 and 47. That is, the FED 40, the total reflection mirror 42, and the quarter-wave plate 42a are arranged in the front-back direction. Similarly to the image display device 2, the PBS mirror 41 is set to reflect P-polarized light and transmit S-polarized light, and the PBS mirror 43 is set to reflect S-polarized light and transmit P-polarized light. The PBS mirror 45 is set to reflect P-polarized light and transmit S-polarized light.

【0065】FED40から観察者の眼E1、E2に至る
までの映像光の光路と、光路上での偏光成分を図7に示
す。FED40からの映像光のうち、PBSミラー41
に対してP偏光となる成分は反射され、S偏光となる成
分は透過する。
FIG. 7 shows the optical path of the image light from the FED 40 to the observer's eyes E1 and E2, and the polarization components on the optical path. Of the image light from the FED 40, the PBS mirror 41
The component that becomes P-polarized light is reflected, and the component that becomes S-polarized light is transmitted.

【0066】PBSミラー41によって反射された光
は、PBSミラー43に対してP偏光として入射し、全
て透過する。PBSミラー43を透過した光は、全反射
ミラー44に入射して反射され、この間に1/4波長板
44aを2回透過することにより、偏光面が90゜回転
する。この光はPBSミラー43に対してS偏光となっ
て再度入射し、全て反射される。PBSミラー43によ
って反射された光は、凹面ミラー46に入射して反射さ
れ、収束しながら、PBSミラー43にもう1度入射す
る。この間に光は1/4波長板46aを2回透過するこ
とになり、偏光面が90゜回転する。したがって、光は
PBSミラー43に対してP偏光となっており、全て透
過して観察者の眼E1に入射する。
The light reflected by the PBS mirror 41 is incident on the PBS mirror 43 as P-polarized light, and is entirely transmitted. The light transmitted through the PBS mirror 43 enters the total reflection mirror 44 and is reflected. During this time, the light passes through the quarter-wave plate 44a twice, whereby the polarization plane is rotated by 90 °. This light enters the PBS mirror 43 again as S-polarized light, and is all reflected. The light reflected by the PBS mirror 43 is incident on the concave mirror 46, is reflected and converges, and is incident on the PBS mirror 43 again. During this time, the light is transmitted twice through the quarter-wave plate 46a, and the polarization plane is rotated by 90 °. Accordingly, the light is P-polarized light with respect to the PBS mirror 43, and all of the light passes through and enters the observer's eye E1.

【0067】一方、PBSミラー41を透過した光は、
全反射ミラー42に入射して反射され、この間に1/4
波長板42aを2回透過することにより、偏光面が90
゜回転する。この光はPBSミラー41に対してP偏光
となって入射し、全て反射される。PBSミラー41に
よって反射された光は、PBSミラー45に対してもP
偏光として入射し、全て反射される。PBSミラー45
によって反射された光は、凹面ミラー47に入射して反
射され、収束しながら、PBSミラー45に再度入射す
る。この間に光は1/4波長板47aを2回透過するこ
とになり、偏光面が90゜回転する。したがって、光は
PBSミラー45に対してS偏光となっており、全て透
過して観察者の眼E2に入射する。
On the other hand, the light transmitted through the PBS mirror 41 is
The light enters the total reflection mirror 42 and is reflected.
By transmitting twice through the wave plate 42a, the polarization plane becomes 90
゜ Rotate. This light enters the PBS mirror 41 as P-polarized light, and is all reflected. The light reflected by the PBS mirror 41 is also reflected on the PBS mirror 45 by P
It enters as polarized light and is all reflected. PBS mirror 45
The light reflected by the light enters the concave mirror 47 and is reflected and converges, and then re-enters the PBS mirror 45. During this time, the light is transmitted twice through the quarter-wave plate 47a, and the polarization plane is rotated by 90 °. Therefore, the light is S-polarized with respect to the PBS mirror 45, and all of the light passes through and enters the observer's eye E2.

【0068】観察者は、凹面ミラー46、47を介して
FED40の表示面の拡大された虚像を視ることにな
り、視野角の大きい映像を観察することができる。前述
の距離の設定により、PBSミラー41から一方の眼E
1に至る光路長と、PBSミラー41から他方の眼E2に
至る光路長とは等しくなっており、両眼E1、E2で観察
される映像の大きさは同じである。
The observer sees an enlarged virtual image on the display surface of the FED 40 via the concave mirrors 46 and 47, and can observe an image with a large viewing angle. By setting the above-described distance, one eye E is moved from the PBS mirror 41.
The optical path length to 1 and the optical path length from the PBS mirror 41 to the other eye E2 are equal, and the size of the image observed by both eyes E1 and E2 is the same.

【0069】映像表示装置4においても、半透過性の反
射素子であるPBSミラー41、43、45による光の
損失はなく、FED40の映像光の1/2ずつが両眼E
1、E2に導かれる。したがって、明るい映像を提供する
ことができる。
In the image display device 4 as well, there is no light loss due to the PBS mirrors 41, 43 and 45, which are semi-transmissive reflective elements, and half of the image light of the
1, led to E2. Therefore, a bright image can be provided.

【0070】FED40の表示面の中心を通り表示面に
垂直な直線L1を、凹面ミラー46、47の光軸に対し
て垂直方向にして、FED40、1/4波長板42aお
よび全反射ミラー42を上下方向に配置してもよい。そ
の場合、PBSミラー41によって反射された光は、P
BSミラー43、45に対してS偏光となるから、PB
Sミラー43を、S偏光を透過させP偏光を反射する設
定とし、PBSミラー45を、S偏光を反射しP偏光を
透過させる設定とする。
The straight line L1 passing through the center of the display surface of the FED 40 and perpendicular to the display surface is made perpendicular to the optical axes of the concave mirrors 46 and 47, and the FED 40, the quarter-wave plate 42a and the total reflection mirror 42 are They may be arranged vertically. In that case, the light reflected by the PBS mirror 41 is P
Since S-polarized light is applied to the BS mirrors 43 and 45, PB
The S mirror 43 is set to transmit S polarized light and reflects P polarized light, and the PBS mirror 45 is set to reflect S polarized light and transmit P polarized light.

【0071】第5の実施形態の映像表示装置5の構成を
図8に示す。映像表示装置5は、第4の実施形態の映像
表示装置4に偏光板46b、47bを追加したものであ
る。偏光板46bは、PBSミラー43に関して凹面ミ
ラー46の反対側に、凹面ミラー46の光軸に対して垂
直に配置されている。偏光板47bは、PBSミラー4
5に関して凹面ミラー47の反対側に、凹面ミラー47
の光軸に対して垂直に配置されている。偏光板46b、
47bは観察者の眼E1、E2の直前に位置して、不要な
偏光成分を遮断する。
FIG. 8 shows the configuration of the video display device 5 according to the fifth embodiment. The image display device 5 is obtained by adding polarizing plates 46b and 47b to the image display device 4 of the fourth embodiment. The polarizing plate 46b is arranged on the opposite side of the concave mirror 46 with respect to the PBS mirror 43, and perpendicular to the optical axis of the concave mirror 46. The polarizing plate 47b is a PBS mirror 4
On the opposite side of the concave mirror 47 with respect to 5, the concave mirror 47
Are arranged perpendicularly to the optical axis of. Polarizing plate 46b,
47b is located immediately before the eyes E1 and E2 of the observer and blocks unnecessary polarized light components.

【0072】第6の実施形態の映像表示装置6の構成を
図9に示す。この映像表示装置6は、第2の実施形態の
映像表示装置2に、正のパワーを有するレンズ28、2
9を追加したものである。レンズ28は、PBSミラー
21とPBSミラー23の間に、PBSミラー23の中
心と全反射ミラー25の中心を結ぶ直線L2に光軸を一
致させて配置されている。レンズ29は、PBSミラー
21と全反射ミラー25の間に、直線L2に光軸を一致
させて配置されている。
FIG. 9 shows the configuration of the video display device 6 according to the sixth embodiment. This image display device 6 is different from the image display device 2 of the second embodiment in that lenses 28, 2
9 is added. The lens 28 is disposed between the PBS mirror 21 and the PBS mirror 23 so that the optical axis is aligned with a straight line L2 connecting the center of the PBS mirror 23 and the center of the total reflection mirror 25. The lens 29 is arranged between the PBS mirror 21 and the total reflection mirror 25 so that the optical axis coincides with the straight line L2.

【0073】レンズ28、29は同じ大きさ、同じパワ
ーである。PBSミラー21の中心からレンズ28の中
心までの距離は、PBSミラー21の中心から全反射ミ
ラー22の中心までの距離の2倍と、PBSミラー21
の中心からレンズ29の中心までの距離の和に等しく設
定されている。したがって、眼E1に導かれる光に対す
るレンズ28の作用と、眼E2に導かれる光に対するレ
ンズ29の作用は同じである。
The lenses 28 and 29 have the same size and the same power. The distance from the center of the PBS mirror 21 to the center of the lens 28 is twice as long as the distance from the center of the PBS mirror 21 to the center of the total reflection mirror 22 and the PBS mirror 21
Is set equal to the sum of the distances from the center of the lens 29 to the center of the lens 29. Therefore, the effect of the lens 28 on the light guided to the eye E1 is the same as the effect of the lens 29 on the light guided to the eye E2.

【0074】レンズ28、29は、PBSミラー21か
らの光を収束光として、視野角を拡大する。したがっ
て、映像表示装置6では、FED20に同じ映像を表示
するときは、映像表示装置2よりも大きな映像を提供す
ることができる。逆に、提供する映像を同じ大きさとす
るときは、FED20に表示する映像を小さくして広い
範囲を表示することが可能になり、より広視野の映像を
提供し得る装置となる。また、映像表示装置2と同じ大
きさ、同じ視野の映像を提供する場合は、接眼レンズ2
6、27の倍率を下げることができ、PBSミラー2
3、全反射ミラー24、1/4波長板24a、および全
反射ミラー25を小さくすることができて、映像表示装
置6は一層小型になる。
The lenses 28 and 29 enlarge the viewing angle by using the light from the PBS mirror 21 as convergent light. Therefore, when displaying the same image on the FED 20, the image display device 6 can provide a larger image than the image display device 2. Conversely, when the images to be provided have the same size, the image displayed on the FED 20 can be reduced to display a wide range, and the device can provide an image with a wider field of view. When providing an image of the same size and the same field of view as the image display device 2, the eyepiece 2
The magnification of 6, 27 can be reduced, and PBS mirror 2
3. The total reflection mirror 24, the quarter-wave plate 24a, and the total reflection mirror 25 can be made smaller, and the image display device 6 can be made smaller.

【0075】PBSミラー21からPBSミラー23や
全反射ミラー25までの距離は観察者の両眼E1、E2の
距離によって規定され、PBSミラー21とPBSミラ
ー23の間およびPBSミラー21と全反射ミラー25
の間には空間がある。したがって、ここにレンズ28、
29を配置することは、PBSミラー23と全反射ミラ
ー25の位置に全く影響を及ぼさない。したがって、レ
ンズ28、29を配置することで、映像表示装置6が大
型化するおそれはない。
The distance from the PBS mirror 21 to the PBS mirror 23 and the total reflection mirror 25 is defined by the distance between the observer's eyes E1 and E2, and between the PBS mirror 21 and the PBS mirror 23 and between the PBS mirror 21 and the total reflection mirror. 25
There is space between them. Therefore, here the lens 28,
The arrangement of 29 has no influence on the positions of the PBS mirror 23 and the total reflection mirror 25 at all. Therefore, by disposing the lenses 28 and 29, there is no possibility that the image display device 6 is enlarged.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明の映像表示装置では、表示素子か
らの映像光を分割するための素子や、分割後の光を等し
い光路長で第1および第2の接眼光学系に導くための素
子を、全てミラーとすることができる。このため、軽量
な装置となる。しかも、構成要素が対称に近い状態で配
置されるため、重量バランスもよい。また、左右の眼の
距離で位置が規定される第1、第3および第5の反射素
子ならびに第1および第2の接眼光学系以外の構成要素
は、相互に近接して配置することができるから、小型の
装置となる。したがって、頭部に装着しあるいは手で保
持して使用する形態に適した映像表示装置となる。
According to the image display device of the present invention, an element for splitting the image light from the display element and an element for guiding the split light to the first and second eyepiece optical systems with the same optical path length. Can be all mirrors. For this reason, it becomes a lightweight device. In addition, since the components are arranged in a state close to symmetry, the weight balance is good. Further, components other than the first, third and fifth reflecting elements whose positions are defined by the distance between the left and right eyes, and the first and second eyepiece optical systems can be arranged close to each other. Therefore, it becomes a small device. Therefore, the image display device is suitable for a form worn on the head or held by hand.

【0077】特に、第1および第3の反射素子を偏光分
離膜で構成し、第1の反射素子と第2の反射素子の間お
よび第3の反射素子と第4の反射素子の間に1/4波長
板を備えるようにした映像表示装置では、表示素子の映
像光を全て観察者の眼に導くことが可能であり、明るい
映像を提供することができる。
In particular, the first and third reflecting elements are constituted by polarization splitting films, and one between the first and second reflecting elements and between the third and fourth reflecting elements. In an image display device provided with a 波長 wavelength plate, all image light of the display element can be guided to the eyes of the observer, and a bright image can be provided.

【0078】また、第1の反射素子と第3の反射素子の
間および第1の反射素子と第5の反射素子の間に、視野
角を拡大するためのレンズを備えた構成では、接眼光学
系の倍率を大きくしなくても、広視野の映像を提供する
ことができる。接眼光学系を低倍率とすることで、第3
の反射素子や第5の反射素子が小型化し、映像表示装置
全体を一層小型にすることが可能になる。
Further, in a configuration in which a lens for expanding the viewing angle is provided between the first reflecting element and the third reflecting element and between the first reflecting element and the fifth reflecting element, the eyepiece optics is provided. A wide-field image can be provided without increasing the magnification of the system. By making the eyepiece optical system low magnification,
The fifth and fifth reflecting elements can be downsized, and the whole image display device can be further downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1の実施形態の映像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a video display device according to a first embodiment.

【図2】 第2の実施形態の映像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a video display device according to a second embodiment.

【図3】 入射光に対するPBS膜の作用を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the effect of a PBS film on incident light.

【図4】 第2の実施形態の映像表示装置の映像光の光
路と、光路上での偏光成分を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating an optical path of image light of the image display device according to the second embodiment and a polarization component on the optical path.

【図5】 第3の実施形態の映像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a video display device according to a third embodiment.

【図6】 第4の実施形態の映像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a video display device according to a fourth embodiment.

【図7】 第4の実施形態の映像表示装置の映像光の光
路と、光路上での偏光成分を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path of image light and a polarization component on the optical path of the image display device according to the fourth embodiment.

【図8】 第5の実施形態の映像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a video display device according to a fifth embodiment.

【図9】 第6の実施形態の映像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a video display device according to a sixth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4、5、6 映像表示装置 10 LCD(表示素子) 11 ハーフミラー(第1の反射素子) 12 全反射ミラー(第2の反射素子) 13 ハーフミラー(第3の反射素子) 14 全反射ミラー(第4の反射素子) 15 ハーフミラー(第5の反射素子) 16 接眼レンズ(第1の接眼光学系) 17 接眼レンズ(第2の接眼光学系) 20 FED(表示素子) 21 PBSミラー(第1の反射素子) 22 全反射ミラー(第2の反射素子) 23 PBSミラー(第3の反射素子) 24 全反射ミラー(第4の反射素子) 25 全反射ミラー(第5の反射素子) 26 接眼レンズ(第1の接眼光学系) 27 接眼レンズ(第2の接眼光学系) 22a、24a 1/4波長板 26b、27b 偏光板 28、29 レンズ 40 FED(表示素子) 41 PBSミラー(第1の反射素子) 42 全反射ミラー(第2の反射素子) 43 PBSミラー(第3の反射素子) 44 全反射ミラー(第4の反射素子) 45 PBSミラー(第5の反射素子) 46 全反射凹面ミラー(第1の接眼光学系) 47 全反射凹面ミラー(第2の接眼光学系) 42a、44a 1/4波長板 46a、47a 1/4波長板 46b、47b 偏光板 1, 2, 3, 4, 5, 6 Image display device 10 LCD (display element) 11 Half mirror (first reflection element) 12 Total reflection mirror (second reflection element) 13 Half mirror (third reflection element) 14) Total reflection mirror (fourth reflection element) 15 Half mirror (fifth reflection element) 16 Eyepiece lens (first eyepiece optical system) 17 Eyepiece lens (second eyepiece optical system) 20 FED (display element) 21 PBS mirror (first reflection element) 22 Total reflection mirror (second reflection element) 23 PBS mirror (third reflection element) 24 Total reflection mirror (fourth reflection element) 25 Total reflection mirror (fifth reflection element) Reflective element) 26 Eyepiece (first eyepiece optical system) 27 Eyepiece (second eyepiece optical system) 22a, 24a Quarter-wave plate 26b, 27b Polarizer 28, 29 Lens 40 FED (Display element) 1 PBS mirror (first reflection element) 42 Total reflection mirror (second reflection element) 43 PBS mirror (third reflection element) 44 Total reflection mirror (fourth reflection element) 45 PBS mirror (fifth reflection) Element) 46 Total reflection concave mirror (first eyepiece optical system) 47 Total reflection concave mirror (second eyepiece optical system) 42a, 44a Quarter-wave plate 46a, 47a Quarter-wave plate 46b, 47b Polarizing plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 映像を表示する表示素子を有し、観察者
の眼前に配置されて前記表示素子の映像光を観察者の両
眼に導く映像表示装置において、 前記表示素子からの光の光路上に、前記表示素子の表示
面に対して45゜傾けて配置された半透過性の第1の反
射素子、 前記第1の反射素子を透過した前記表示素子からの光の
光路上に、前記表示素子の表示面に対して平行に配置さ
れた第2の反射素子、 前記第1の反射素子によって反射された前記表示素子か
らの光の光路上に、該光路に対して45゜傾けて配置さ
れた半透過性の第3の反射素子、 前記第3の反射素子を透過した前記第1の反射素子から
の光の光路上に、該光路に対して垂直に配置された第4
の反射素子、 前記第1の反射素子によって反射された前記第2の反射
素子からの光の光路上に、前記第3の反射素子に対して
平行に配置された第5の反射素子、 前記第3の反射素子によって反射された前記第4の反射
素子からの光の光路上に配置された第1の接眼光学系、
および前記第5の反射素子によって反射された前記第1
の反射素子からの光の光路上に配置された第2の接眼光
学系を備え、 前記第1の反射素子から前記第3の反射素子までの距離
と前記第1の反射素子から前記第5の反射素子までの距
離が等しく、前記第1の反射素子から前記第2の反射素
子までの距離と前記第3の反射素子から前記第4の反射
素子までの距離が等しいことを特徴とする映像表示装
置。
1. An image display device having a display element for displaying an image and arranged in front of an observer's eyes to guide image light of the display element to both eyes of the observer, wherein light of light from the display element is provided. A semi-transmissive first reflective element disposed on the road at an angle of 45 ° with respect to a display surface of the display element, and on a light path of light from the display element transmitted through the first reflective element, A second reflection element disposed in parallel to a display surface of the display element, disposed on an optical path of light from the display element reflected by the first reflection element and inclined by 45 ° with respect to the optical path; A third transmissive third reflective element, a fourth transmissive element disposed on the optical path of the light from the first reflective element transmitted through the third reflective element and perpendicular to the optical path.
A fifth reflective element disposed in parallel with the third reflective element on an optical path of light from the second reflective element reflected by the first reflective element; A first eyepiece optical system disposed on an optical path of light from the fourth reflecting element reflected by the third reflecting element;
And the first reflected by the fifth reflecting element
A second eyepiece optical system disposed on an optical path of light from the reflecting element, a distance from the first reflecting element to the third reflecting element, and a distance between the first reflecting element and the fifth reflecting element. A video display, wherein the distance to the reflective element is equal, and the distance from the first reflective element to the second reflective element is equal to the distance from the third reflective element to the fourth reflective element. apparatus.
【請求項2】 前記第1の反射素子および前記第3の反
射素子はそれぞれ、偏光面が互いに垂直な2つの偏光成
分の一方を透過させ他方を反射する偏光分離膜より成
り、 前記第1の反射素子と前記第2の反射素子の間および前
記第3の反射素子と前記第4の反射素子の間にそれぞ
れ、1/4波長板を備えることを特徴とする請求項1に
記載の映像表示装置。
2. The first reflection element and the third reflection element each include a polarization separation film that transmits one of two polarization components whose polarization planes are perpendicular to each other and reflects the other. The image display according to claim 1, wherein a quarter-wave plate is provided between each of the reflective element and the second reflective element and between the third reflective element and the fourth reflective element. apparatus.
【請求項3】 前記第1の反射素子と前記第3の反射素
子の間および前記第1の反射素子と前記第5の反射素子
の間にそれぞれ、視野角を拡大するためのレンズを備え
ることを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。
3. A lens for enlarging a viewing angle between each of the first reflection element and the third reflection element and between the first reflection element and the fifth reflection element. The video display device according to claim 1, wherein:
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